2023年四川大学通信原理实验报告.pdf

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1、2”大 专通信原理实验报告课 程 通信原理实验实验题目（实验5）PCM编译码系统实验学生姓名 笔墨东韵 评 分学 号专 业 电 子 信 息 科 学 与 技 术一、实验目的1.掌握PCM编译码原理与系统性能测试；2.熟悉PCM编译码专用集成芯片的功能和使用方法；3.学习PCM编译码器的硬件实现电路,掌握它的调整测试方法。二、实验仪器1.PCM/ADPCM编译码模块，位号：H2.时钟与基带数据产生器模块，位号:G3.1 0 0M双 踪 示 波 器 1 台4.信号连接线 3 根5.小 平 口 螺 丝 刀 1 只三、实验原理脉冲编码调制(PCM)是把一个时间连续、取值连续的模拟信号变换成时间离散、取值

2、离散的数字信号在信道中传输。脉冲编码调制是对模拟信号进行抽样，量化和编码三个过程完毕的。PCM通信系统的实验方框图如图5-1所示。34P03图 5-1 P C M 通信系统实验方框图在 P C M 脉冲编码调制中，话音信号经防混叠低通滤波器后进行脉冲抽样,变成时间上离散的P A M 脉冲序列，然后将幅度连续的P A M 脉冲序列用类似于“四舍五入”办法划归为有限种幅度，每一种幅度相应一组代码，因此P AM脉冲序列将转换成二进制编码序列。对于电话，C C I T T 规定抽样率为8 K H z,每一抽样值编8位 码（即为2，=2 5 6个量化级），因而每话 路 P C M 编码后的标准数码率是6

3、 4 k B。本实验应用的单路PCM编、译码电路是T P 3 0 5 7芯 片（见图57中的虚线框）。此芯片采用a 律十三折线编码，它设计应用于P C M 3 0 /3 2 系统中。它每一帧分3 2 个时隙，采用时分复用方式，最多允许接入3 0 个用户，每个用户各占据一个时隙,此外两个时隙分别用于同步和标志信号传送，系统码元速率为2.0 4 8 MB。各用户P CM编码数据的发送和接受，受发送时序与接受时序控制，它仅在某一个特定的时隙中被发送和接受，而不同用户占据不同的时隙。若仅有一个用户，在一个P C M 帧里只能在某一个特定的时隙发送和接受该用户的P C M 编码数据,在其它时隙没有数据输

4、入或输出。本实验模块中，为了减少对测试示波器的规定，将 PCM帧的传输速率设立为6 4 K b i t/s或 1 2 8 K b i t/s 两种,这样增长了编码数据码元的宽度，便于用示波器观测。此时一个P C M帧里，可容纳的P C M 编码分别为1 路或2路。此外，发送时序F S X 与接受时序F S R 使用相同的时序，测试点为3 4 T P 0 1。实验结构框图已在模块上画出了，实验时需用信号连接线连接 3 4 P o 2和 3 4 P 0 3 两钏孔,即将编码数据直接送到译码端,传输信道可视为抱负信道。此外，T P 3 0 5 7 芯片内部模拟信号的输入端有一个语音带通滤波器,其通带

5、为2 0 0 H Z-4 O O O IIZ,所以输入的模拟信号频率只能在这个范围内有效。四、各测量点的作用3 4 T P 0 1:发送时序F S X和接受时序F S R输入测试点,频率为8 K H z的矩形窄脉冲；3 4 T P 0 2:P C M 线路编译时钟信号的输入测试点；3 4 P 0 1：模拟信号的输入钾孔；3 4 P 0 2：P C M 编码的输出钾孔;3 4 P 0 3:PCM译码的输入钾孔；3 4 P 0 4 :译码输出的模拟信号佛孔，波形应与3 4 P o i 相同。注:一路数字编码输出波形为8 比特编码（一般为7个半码元波形，最后半个码元波形被芯片内部移位寄存器在装载下一

6、路数据前复位时丢失掉），数据的速率由编译时钟决定,其中第一位为语音信号编码后的符号位,后七位为语音信号编码后的电平值。五、实验内容及环节1.插入有关实验模块在关闭系统电源的条件下，按照下表放置模块:模块名称放置位号时钟与基带数据发生模块GP C M /AD P CM编译码模块H相应位号可见底板右上角的“实验模块位置分布表”，注意模块插头与底板插座的防呆口一致。2.信号线连接源端目的端连线作用P 0 3(底板)3 4 P 0 1(H)将连续的模拟信号送入P C M 编码输入端；3 4 P 0 2(H)3 4 P 0 3 (H)将 P C M 编码输出端数据送入P C M 译码输入端；3 4 P

7、0 4(H)P 1 4 （底板）将 P C M 译码还原信号送入接受滤波器及功放输入端。3 .加电打开系统电源开关，底板的电源指示灯正常显示。若电源指示灯显示不正常，请立即关闭电源,查找异常因素。4 .P C M 的编码时钟设定“时钟与基带数据发送器模块”上的拨码器4 S W O 2设 立“0 1 0 0 0”，则 P C M 的编码时钟 为 6 4 K H Z （后面将简写为：拨 码 器 4 S W 0 2）o拨码器4 S W 0 2设 立“0 1 0 0 1 ”，则 P C M的编码时钟为1 2 8 K H Z。5 .将时钟设立为6 4 K H z 时，模拟信号为正弦波的P C M 编码数

8、据观测（1）拨码器4 S W 0 2设 立“0 1 0 0 0”，则 P C M 的编码时钟为6 4 K H Z。（2）双踪示波器探头分别接在测量点3 4 T P 0 1 和 3 4 P 0 2,观测抽样脉冲及P C M 编码数据。DDS 信号源设立为正弦波状态（通常频率为2 K H Z）,调 节 忖 1电位器，改变正弦波幅度，并仔细观测PCM编码数据的变化。特别注意观测，当无信号输入时，或信号幅度为0时,P C M编码器编码为1 1 0 1 0 1 0 1 或为0 1 0 1 0 1 0 1,并不是一般教材所讲授的编全0码。由于无信号输入时,或信号幅度为0 经常出现,编全0 码容易使系统失步

9、,所以编码时对编码数据奇数位进行了取反操作。注意,本实验时钟为6 4 K H z，一帧中只能容纳1 路信号。若用普通示波器要观测到稳定波形，通常正弦波频率设为2 K H z 或 1 K H Z。（3）双踪示波器探头分别接在34Poi和 3 4 P 0 4,观测译码后的信号与输入正弦波是否一致。6 .时钟为1 2 8 K H Z,模拟信号为正弦波的P C M 编码数据观测上述信号连接不变，将拨码器4 S W 0 2 设 立“0 1 0 0 1 ”，则 PCM的编码时钟为1 2 8 KH Z o双踪示波器探头分别接在测量点3 4 T P 0 1 和 3 4 P o 2 ,观测抽样脉冲及P C M

10、编码数据。D D S 信号源设立为正弦波状态（通常频率为2 K H Z）,调节W O 1电位器，改变正弦波幅度，并仔细观测PCM编码数据的变化。注意,此时时钟为1 2 8 K H Z,一帧中能容纳2路信号。本 P C M 编码仅一路信号,故仅占用一帧中的一半时隙。用示波器观测3 4 P o i 和 3 4 P o 4两点波形，比较译码后的信号与输入正弦波是否一致。7 .关机拆线实验结束,关闭电源,拆除信号连线,并按规定放置好实验模块。六、实验结果（实验设立及测量结果）（I）拨码器开关4 S W 0 2设立为“0 1 0 0 0”，P C M编码时钟为6 4 K H z ；（3）信号源设立为2

11、K H z、峰 峰 值 为 IV的正弦波，示波器接至测量点3 4 T P 0 1 和 34 P 0 2,观测抽样脉冲及P C M编码数据，如图5.1 所示。也可调节W O 1 ,改变信号幅度，观测 P C M编码数据的变化。图 5.1 抽样脉冲及PC M 编码数据(3)示波器接在3 4 P o i和 34Po4。观测译码后的信号与输入正弦波是否一致，如图5.2所示：图 5.2输入正弦波及译码后信号(4)拨码器4 SW 02设立为“01001”,则 PCM编码时钟128KH z。示波器分别接至34TPO1和 3 4Po2,观测抽样脉冲信号及PCM编码数据。如图5.3所示:图 5.3 时钟为1 2

12、 8 K H z 的 PCM编码数据（5）示波器接在3 4 P o i 和 3 4 P o 4。观测译码后的信号与输入正弦波是否一致，如 图 5.4所示：图 5.4 输入正弦波及译码后信号七、实验数据分析1.当输入的模拟信号的幅度调节为0 时，画出实验过程中各测量点的波型图，注意相应相位、时序关系。2.观测正弦波（通常频率设为2 KHz或 1 K H Z,峰峰值0V 4V）的编码波形，读出正弦波的峰峰值及相应的编码数据（每组四个点，至少记录610组峰峰值及相应的编码数据）；设计表格，记录实验数据并做分析，得出你的结论。一；#制I编万Q.m 11 mm non mm mnn 11 m mi 1

13、nnm一 卅 I迫mn-i d-i 1 n n n n n-i 1-i-i n n -i n n-i n r i n二拄生il您i n m 1 1 m n n n n 1 1 i n 1 m n n-i d n n n n n 1 1 1 n峰峰值二进制编码0.4 8V000 1 0 010 0 1 11 10 0 1 1 000 0 1 00 1 0 11 1 1001.03V01 1 1 010 1 1 1 00 0101 1 0 00 1 1 1 0 1 011 00101.50V001 1 0 111 0 1 00 0101 0 0 0 1 0110 1 1 100 0 102.03V

14、0111 1 0 00 00 1 1 1010 0 0 11 1100 10010 0 1 02.5 3 V1010 100 1 1101 1 010 1110 1000 0 1 10 10013.0 6 V1 00 1 1 1 01 00 0 0 1110 1 01 0 0 1 10 0000 1110八、实验心得体会,以及对本次实验有何改善意见。答：我的实验体会是通过本次实验我们深刻地了解了 PC M编译码系统的工作方式和原理,并且借此实验我们也加深了对课本知识的理解,明白了抽样、量化、编码、译码以及低通滤波器在P CM编译码过程中起到的作用。每一步都不可缺失，不然会严重影响信息的有效性。

15、对于实验的改善意见是在实验中存在很多的误差，特别是读取二进制编码的时候，会出现很多读取误差，希望可以采用更加量化的措施来改善实验，从而减少误差。2”大 普通信原理实验报告课 程 通信原理实验实验题目(实验6)F S K(A S K)调制解调实验学生姓名 笔墨东韵 评 分学 号班 级 电 子 信 息 科 学 与 技 术一、实验目的1 .掌握F S K (A S K)调制器的工作原理及性能测试；2 .掌握F S K (A S K)锁相解调器工作原理及性能测试；3 .学习F S K (A S K)调制、解调硬件实现，掌握电路调整测试方法。二、实验仪器1 .信道编码与A S K.F S K.P S K

16、.Q P S K 调制模块，位号:A,B位2 .F S K 解调模块,位号：C位3 .时钟与基带数据发生模块，位号：G位4 .1 0 0 M 双踪示波器三、实验原理数字频率调制是数据通信中使用较早的一种通信方式。由于这种调制解调方式容易实现，抗噪声和抗群时延性能较强，因此在无线中低速数据传输通信系统中得到了较为广泛的应用。(-)F S K 调制电路工作原理FSK的调制模块采用了可编程逻辑器件+D/A 转换器件的软件无线电结构模式，由于调制算法采用了可编程的逻辑器件完毕，因此该模块不仅可以完毕A S K,FSK调制,还可以完毕PSK,D P S K.Q P S K,O Q P S K 等调制方式

17、。不仅如此，由于该模块具有可编程的特性，学生还可以基于该模块进行二次开发,掌握调制解调的算法过程。在学习ASK,FSK调制的同时，也希望学生能意识到，技术发展的今天，初期的纯模拟电路调制技术正在被新兴的技术所替代，因此学习应当是一个不断进取的过程。图6-1中,基带数据时钟和数据,通过JC L K和JD两个钾孔输入到可编程逻辑器件中，由可编程逻辑器件根据设立的工作模式，完 毕ASK或FSK的调制，由于可编程逻辑器件为纯数字运算器件,因此调制后输出需要通过D /A器件，完毕数字到模拟的转换,然后通过模拟电路对信号进行调整输出,加入射随器,便完毕了整个调制系统。ASK/FSK系统中，默认输入信号应当

18、为2 K的时钟信号,在时钟与基带数据发生模块有2 K的M序列输出，可供该实验使用，可以通过连线将时钟和数据送到JCLK和JD输入端。标有ASK.FS K的输出钏孔为调制信号的输出测量点，可以通过按动模块上的SW01按钮，切换输出信号为ASK或F S K,同时LED指示灯会指示当前工作状态。（二）FSK解调电路工作原理17IP2等谓信号输出调制信号输入图 6 2 F S K锁相环解调器原理示意图FSK解调采用锁相解调，锁相解调的工作原理是十分简朴的，只要在设计锁相环时，使它锁定在F S K 的一个载频上，此时相应的环路滤波器输出电压为零，而对另一载频失锁，则相应的环路滤波器输出电压不为零,那末在

19、锁相环路滤波器输出端就可以获得原基带信号的信息。F S K 锁相环解调器原理图如图6-2 所示。F S K 锁相解调器采用集成锁相环芯片M C 40 4 6。其中，压控振荡器的频率是由1 7 c o 2.1 7 R 0 9.1 7 W 0 1 等元件参数拟定，中心频率设计在3 2 K H z 左右，并可通过1 7 W 0 1 电位器进行微调。当输入信号为3 2 K H z 时，调 节 1 7W 0 1 电位器，使环路锁定，经形成电路后，输出高电平；当输入信号为1 6 K H z 时，环路失锁,经形成电路后,输出低电平,则在解调器输出端就得到解调的基带信号序列。四、各测量点和可调元件的作用1.信

20、道编码与A S K、F S K、PSK、Q P S K 调制模块（A、B位）L O I：指示调制状态，L O I 亮时，A S K,F SK钾孔输出A S K 调制信号;o L 0 2:指示调制状态,1 0 2 亮时,A S K,F S K 硼孔输出F S K 调制信号;J C L K：2 K时钟输入端;J D：2 K 基带数据输出端;A S K F S K:F S K 或A S K 调制信号输出端；S W O 1 ：调制模式切换按钮。2.F S K 解调模块（C位）1 7 W 0 1：解调模块压控振荡器的中心频率调整电位器；1 7 P 0 1:FSK解调信号输入制孔；1 7 T P 0 2：

21、F S K 解调电路中压控振荡器输出时钟的中心频率，正常工作时应为3 2 K H z 左右,频偏不应大于2 K H z,若有偏差，可调节电位器1 7 W 0 1;1 7 P o 2:F S K 解调信号输出，即数字基带信码信号输出，波形同1 6 P 0 1 五、实验内容及环节1.插入有关实验模块在关闭系统电源的情况下，按照下表放置实验模块:模块名称放置位号时钟与基带数据发生模块G信道编码与A S K.F S K.P S K.Q P S K调制A、BF S K 解调模块C噪声模块E相应位号可见底板右上角的“实验模块位置分布表”，注意模块插头与底板插座的防呆口一致。2 .信号线连接使用专用导线按照

22、下表进行信号线连接:源端目的端连线作用4 P 0 1(G)J D(A B)为 F S K 调制输入2 K 的 15 位 m 序列；4 P 0 2(G)J CL K(A B)为 F S K调制输入2 K 的基带时钟；A S K 、FS K(A B)3 P 01(E)将调制输出送入噪声模块,为FS K 调制后信号加噪；3 P 0 2 (E)17P 0 1(c)将加噪后的调制信号送入F S K 解调输入模块；3 .加电打开系统电源开关,底板的电源指示灯正常显示。若电源指示灯显示不正常，请立即关闭电源，查找异常因素。4.实验设立设立拨码器4 S W 02(G)为“0000 0”，则 4 P o i 产

23、 生 2 K 的15 位 m 序列输此4 P 02 产生 2 K 的码元时钟。按动S W 01(AB)按钮，使 L 0 2 指示灯亮，“A S K、FS K ”钾孔输出为FS K 调制信号。5 .FS K 调制信号波形观测用示波器通道1 观 测“4 P 01”(G)，通道2观 测“A S K、FS K”(A&B),调节示波器使两波形同步，观测基带信号和FS K 调制信号波形，分析相应“0”和“1”载波频率，记录实验数据。6 .FS K 解调观测 无噪声FS K 解调(1)调节3 W 0 1(E)，使 3 T P 0 1 信号幅度为0,即传输的FS K 调制信号不加入噪声。(2)用示波器分别观测

24、J D(A B)和 17P o 2 (C),对比调制前基带数据和解调后基带数据。两路数据是否有延时，分析其原理。(3)调节解调模块上的1 7 W 01(C)电位器，使压控振荡器锁定在3 2 K H z，同时注意对比J D(A B)和 1 7 P 03 (C)的信号是否相同。加入噪声F S K 解调(1)在保持上述连线(无噪声时)不变的情况下,逐渐调节3 W 01(E),使噪声电平逐渐增大,即改变信噪比(S/N)，观测解调信号波形是否还能保持对的。(2)用示波器观测3 P o i(E)和 3 P 02(E),分析加噪前和加噪后信号有什么差别。7 .A S K调制解调观测A S K 调制解调操作和

25、F SK操作类似,不同点在于需调整S W 01(A B),使 L 0 1 指示灯亮，则“A S K FS K”输出为AS K调制，此时，F S K 解调模块被用于A S K 解调。其他操作和测量参考F S K调制解调完毕。8.关机拆线实验结束,关闭电源,拆除信号连线,并按规定放置好实验模块。六、实验结果以及数据分析1 .根据实验的连线关系，画出实验结构示意图。J D(A B)时钟与基4 P 01(G)带数据发生模块4 P 02 (G)4 P 01(G)信道编码与ASK.FSK.PSKCPSK调制A S K、FS K2.画出FSK、ASK各重要测试点波形。答:波形如下图。FSK 调制解调观测(1

26、)拨码器开关4SW02(G)设为“000 0 0”，则 4 P o i产生2 K 的 15位 m 序列输出，4P02 产生2 K 的码元时钟；(2)按动SW01(AB),使 L02指示灯亮，“A S K、FSK唧 孔 输 出 为 FSK调制信号；(3)示波器通道1观测“4P01(G)”，通道2 观测“ASK、FSK(A&B)”,调节示波器使两波形同步，观测基带信号和FSK调制信号波形，分析相应的“0”和“1 ”载波频率。记录实验数据;如图6.1(1)以及图6.1(2)所示:图 6.1(1)基带数据及FSK调制信号图 6.1(2)基带数据及FSK调制信号(4)调节3 W 01(E),使 3TP

27、0 1信号幅度为0,即传输的F S K 调制信号不加入噪声，用示波器分别观测JD(A B)和 17P02(C),对比调制前和解调后的基带数据，分析是否有延时，如图6.2所示；图 6.2 调制前基带数据及解调后基带数据(5)保持连线不变，逐渐调节3W0 1(E)，使噪声电平逐渐增大，即改变信噪比(S/N),观测解调信号波形是否还能保持对的，如图6.3 所示:图6.3 调制前基带数据和加噪后解调的基带数据(6)示 波 器 观 测3Poi(E)和3 P02(E),分析加噪前和加噪后信号有什么差别;如图6.4所 示。图 6.4 加噪前FSK调制信号及加噪后FS K调制信号 ASK调制解调观测ASK调制

28、解调操作和FSK操作类似，不同点在于需调整SW01(A B),使 L01指示灯亮,则“ASK FSK”输出为A S K 调制。图 6.5 基带数据及ASK调制信号图 6.6调制前基带数据及解调后基带数据图 6.7 加噪前ASK调制信号及加噪后ASK调制信号3.分析其输出数字基带信号序列与发送数字基带信号序列相比有否产生延迟，这种解调方式在什么情况下会出现解调输出的数字基带信号序列反向的问题？答:根据实验数据以及波形，我们可以看出输出数字基带信号序列与发送数字基带信号序列相比产生延迟。这种解调方式在相位延迟n 情况下会出现解调输出的数字基带信号序列反向的问题。七、实验心得体会，以及对本次实验有何

29、改善意见。答:心得体会是本次实验让我们深刻地明白了信号ASK,FSK调制方式的原理，同时让我们加深了对课本知识的理解。在实验中,加入了噪声的影响，让我们明白在现实生活中的通信中，噪声是不可避免的，所以对于解决信号的解决,特别是对噪声的解决,是十分重要和关键的。在实验中,通过观测到2 A S K,2FSK调制和解调的波形,也使我更加纯熟地操作示波器。对本次实验的改善意见是在实验的最后，可以增长多进制的ASK,FSK信号调制扩展实验。2”大 晋通信原理实验报告课 程 通信原理实验实验题目（实验7）眼图观测测量实验学生姓名 笔墨东韵_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _评 分学 号班 级

30、 电 子 信 息 科 学 与 技 术一、实验目的1.学会观测眼图及其分析方法，调整传输滤波器特性。二、实验仪器1.眼图观测电路（底板右下侧）2 .时钟与基带数据发生模块，位号:G3 .噪声模块，位号E4 .1 0 0 M双踪示波器1 台三、实验原理在整个通信系统中，通常运用眼图方法估计和改善（通过调整）传输系统性能。我们知道,在实际的通信系统中，数字信号通过非抱负的传输系统必然要产生畸变，也会引入噪声和干扰，也就是说，总是在不同限度上存在码间串扰。在码间串扰和噪声同时存在情况下，系统性能很难进行定量的分析,经常甚至得不到近似结果。为了便于评价实际系统的性能，常用观测眼图进行分析。眼图可以直观地

31、估价系统的码间干扰和噪声的影响,是一种常用的测试手段。什么是眼图？所谓“眼图”，就是由解调后通过接受滤波器输出的基带信号，以码元时钟作为同步信号,基带信号一个或少数码元周期反复扫描在示波器屏幕上显示的波形称为眼图。干扰和失真所产生的传输畸变,可以在眼图上清楚地显示出来。由于对于二进制信号波形,它很像人的眼睛故称眼图。在图7-1 中画出两个无噪声的波形和相应的“眼图”，一个无失真，另一个有失真（码间串扰）。图 7-1中可以看出，眼图是由虚线分段的接受码元波形叠加组成的。眼图中央的垂直线表达取样时刻。当波形没有失真时，眼图是一只“完全张开”的眼睛。在取样时刻，所有也许的取样值仅有两个：+1或-1。

32、当波形有失真时，“眼睛”部分闭合，取样时刻信号取值就分布在小于+1 或大于7 附近。这样，保证对的判决所允许的噪声电平就减小了。换言之,在随机噪声的功率给定期，将使误码率增长。“眼睛”张开的大小就表白失真的严重限度。为便于说明眼图和系统性能的关系，我们将它简化成图7-2的形状。由此图可以看出：（1）最佳取样时刻应选择在眼睛张开最大的时刻；（2 ）眼睛闭合的速率，即眼图斜边的斜率，表达系统对定期误差灵敏的限度，斜边愈陡,对定位误差愈敏感；（3）在取样时刻上,阴影区的垂直宽度表达最大信号失真量；（4）在取样时刻上,上下两阴影区的间隔垂直距离之半是最小噪声容限，噪声瞬时值超过它就有也许发生错误判决；

33、（5）阴影区与横轴相交的区间表达零点位置变动范围，它对于从信号平均零点位置提取定期信息的解调器有重要影响。实验室抱负状态下的眼图如图7-3所示。衡量眼图质量的几个重要参数有：1.眼图启动度（U-2 A U）/U指在最佳抽样点处眼图幅度“张开”的限度。无畸变眼图的启动度应为1 0 0%。（a）有 失 真 时图7-1无失真及有失真时的波形及眼图(a)无码间串扰时波形;无码间串扰眼图(b)有码间串扰时波形;有码间串扰眼图最佳取样时间图7 2 眼图的重要性质其中 U=U+U.2.“眼皮”厚度2AU/U指在最佳抽样点处眼图幅度的闭合部分与最大幅度之比,无畸变眼图的“眼皮”厚度应等于0。3.交叉点发散度A

34、T/T指眼图过零点交叉线的发散限度,无畸变眼图的交叉点发散度应为0。4.正负极性不对称度指在最佳抽样点处眼图正、负幅度的不对称限度。无畸变眼图的极性不对称度应为0。最后，还需要指出的是：由于噪声瞬时电平的影响无法在眼图中得到完整的反映,因此,即使在示波器上显示的眼图是张开的，也不能完全保证判决所有对的。但是，原则上总是眼睛张开得越大，误判越小。在图7-3 中给出从示波器上观测到的比较抱负状态下的眼图照片。本实验重要是完毕PSK解调输出基带信号的眼图观测实验。(b)随机数据输入后的二进制系统图 7-3 实验室抱负状态下的眼图四、各测量点和可调元件作用底板右下侧“眼图观测电路”W06：接受滤波器特

35、性调整电位器。P 1 6：眼图观测信号输入点。P 1 7：接受滤波器输出升余弦波形测试点（眼图观测测量点）。五、实验环节1.插入有关实验模块：在关闭系统电源的情况下,按照下表放置实验模块:。模块名称放置位号时钟与基带数据发生模块G噪声模块E相应位号可见底板右上角的“实验模块位置分布表”，注意模块插头与底板插座的防呆口一致。2 .信号线连接使用专用导线按照下表进行信号线连接：3.加电源端目的端连线作用4 P 0 1 (G)3 P 0 1 (E)将待传输的码元数据送入高斯白噪声信道；3 P 0 2(G)P 1 6(底板)将通过加噪后的信号送入眼图观测电路；打开系统电源开关，底板的电源指示灯正常显示

36、。若电源指示灯显示不正常，请立即关闭电源，查找异常因素。4.实验内容设立拨码器“4 SW 0 2 （G）设立为“0 0 0 1 1 ，4 P 0 1 产生3 2 K 的 5 1 1 位 m序歹U；5 .眼图观测(1 )用示波器的一根探头C H1放 在“4 P 0 2”(G)上，另一根探头CH 2 放 在“P 1 7”(底板)上，选择示波器触发方式为CH 1。(2)调整示波器的扫描旋纽，则可观测到若干个并排的眼图波形。眼图上面的一根水平线由连1引起的连续正电平产生，下面一根水平线由连0码引起的连续的负电平产生，中间部分过零点波形由1、0交替码产生。无噪声眼图波形观测(1)调节3 W 0 1 (E

37、)电位器，将 3 T P 0 1 噪声电平调为0,使传输信道无噪声；(2)调整接受滤波器”，(这里可视为整个信道传输滤波器a)的特性，使之构成一个等效的抱负低通滤波器。观看眼图，调整电位器W06 直到眼图波形的过零点位置重合、线条细且清楚，此时的眼图为无码间串扰、无噪声时的眼图。在调整电位器W 0 6 过程中，可发现眼图波形过零点线条有时弥散，此时的眼图为有码间串扰、无噪声时的眼图，并且线条越弥散,表达码间串扰越大;在调整过程中，还可发现W 0 6 在多个不同位置，眼图波形的过零点都重合，由于W 0 6 不同位置，相 应 的 不 同 特 性，它正好验证了无码间串扰传输特性不是唯一的。有噪声时眼

38、图波形观测调节3 W 0 1(E),逐渐增长噪声电平。在增大噪声电平的过程中，注意观测眼图的形状变化,分析噪声电平对眼图的影响,反过来通过不同状态的眼图,分析当前传输信道的噪声。调整眼图电路参数后眼图观测调节W 0 6(底板)电位器，改变眼图信道传输滤波器的带宽，在调整过程中，分析信道带宽对眼图电路的影响，并结合眼图理论分析带宽、码间串扰。6.关机拆线实验结束，关闭电源，拆除信号连线，并按规定放置好实验模块。六、实验结果及分析无噪声眼图波形观测此时的眼图无码间串扰,过零点线与基带下降沿重合,线条清楚没有重合的痕迹:调整电位器W 06,此时眼图由于码间串扰变得弥散且线条混乱，不再是完全张开的眼睛

39、:继续调整电位器,码间串扰更加严重:有噪声时眼图波形观测开始加噪声，当噪声不太大时，眼图如下。继续加大噪声，眼图如下。调整眼图电路参数后眼图观测在把信道传输滤波器带宽调的越来越宽的过程中出现了这样的眼图变化，当带宽越宽,码间串扰越严重,眼图越变形。六、实验思考题1.分析电路的工作原理，叙述其工作过程。答:拨码器4 SW02设立为0 0011,4 Poi产 生 32K的 511位 m序列作为基带信号，眼图观测的对象。用示波器的一根探头CH1放在4 P 0 2（G）上，另一根探头CH2放在P 17（底板）上，选择示波器触发方式为CH1。调整示波器的扫描旋纽，则可观测到若干个并排的眼图波形。眼图上面

40、的一根水平线由连1 引起的连续正电平产生，下面一根水平线由连0 码引起的连续的负电平产生，中间部分过零点波形由1、0 交替码产生。2.叙述眼图的产生原理以及它的作用。答:眼图的产生原理：假如将接受波形输入示波器的垂直放大器，把示波器的水平扫描频率调整为1 /Tb,与码元定期同步,则可把相隔的各码元波形调整成为一个重叠的图形，这个图形与人眼想象，故常称它为眼图。如波形有失真，存在码间干扰,每一抽样点上的值不是固定值，这 样“眼睛”的张开限度缩小。所以，“眼睛”的张开限度可以作为基带传输系统性能的一种度量，它不仅反映串扰的大小，并且也可以反映信道噪声的影响。眼图的作用：在整个通信系统中，通常运用眼

41、图方法估计和改善（通过调整）传输系统性能。我们知道，在实际的通信系统中，数字信号通过非抱负的传输系统必然要产生畸变,也会引入噪声和干扰，也就是说,总是在不同限度上存在码间串扰。在码间串扰和噪声同时存在情况下，系统性能很难进行定量的分析，经常甚至得不到近似结果.为了便于评价实际系统的性能,常用观测眼图进行分析。眼图可以直观地估价系统的码间干扰和噪声的影响，是一种常用的测试手段。七、实验心得体会答：我的实验体会 是 通 过 本 次 实 验,我 深 刻 地 体 会 到 眼 图 的 作 用 一 一 直观地估价系统的码间干扰和噪声的影响，是一种常用的测试手段。通 过 观 测 眼 图 并 作 分 析，记录

42、，使 我 掌 握 眼 图 波 形 与 信 号 传 输 畸 变 的 关 系。在 实 际 的 通 信 系 统 中，存在很多的干扰，在 这 一 点 上，眼 图 为 工 程 分 析 带 来 了 很 大 的 便 利。在以后的探究和学习中，我 会 好 好 使 用 眼 图 这 个 工 具，来 对 信 道 传 输 性 能 进 行 分 析，并以此来减小码间干扰和噪声的影响。实验对于理论学习尤为重要，课本上的眼图知识，仅仅局限于眼图的产生原理和作用，而在实验中，我可以观测到眼图和噪声之间的变化关系，总之，本次实验让我加深了对课本知识的理解，是一次很不错的实验。2 川大晋通信原理实验报告课 程 通信原理实验实验题目

43、 基于S im u lin k 的PCM编解码仿真学生姓名 笔墨东韵 评 分学 号班 级 电 子 信 息 科 学 与 技 术一.实验目的1 .掌握P C M 编解码的原理及应用2 .掌握M a t l a b 平台的基本知识3 .掌握基于M a t 1 a b的S i mu l i n k 模块的调试与仿真4 .掌握S i mu l i n k 对P C M 编解码进行仿真二.实验内容运用Mat 1 a b平台的S imu lin k进行PCM编解码的仿真,规定设计一个PCM编解码模块(分为编码部分，信道部分，解码部分)三.实验器材1.W IN 7系统PC机一台2.Ma t 1 a b 2 0

44、 23a 及 S im ulink 平台四.实验原理1.PCM简介现在的数字传输系统都是采用脉冲编码调制(Puls e Cod e Modulat i on)体制。PC M最初并非传输计算机数据用的，而是使互换机之间有一条中继线不是只传送一条电话信号。PCM有两个标准即E1和T1。我国采用的是欧洲的E1标准。T 1的速率是1.544M bit/s,El的速率是2.048 Mbi t/soPC M:相变存储器(Phas e-Ch an g e Memory PCM)是由IB M公司的研究机构所开发的一种新型存储芯片，将有望来替代如今的闪存F l a s h和硬盘驱动器HDD。PC M在光纤通信系

45、统中，光纤中传输的是二进制光脉冲0 码和1码，它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的,称为PC M(Pulse Co d e M o d u 1 ati o n),即脉冲编码调制。这种电的数字信号称为数字基带信号，由PCM电端机产生。PCM可以向用户提供多种业务,既可以提供从2M到15 5 M速率的数字数据专线业务，也可以提供话音、图象传送、远程教学等其他业务。特别合用于对数据传输速率规定较高,需要更高带宽的用户使用。PC M线路的特点：PCM线路可以提供很高的带宽，满足用户的大数据量的传输。支持 从2M开始的各种速率,最高可达1

46、55M的速率。通过SDH设备进行网络传输,线路协议简朴。与传统的D D N技术相比,PCM具有以下特点：线路使用费用相对便宜。可以提供较大的带宽。接口丰富便于用户连接内部网络。可以承载更多的数据传输业务。PCM（动力控制模块）：汽车电控部分，电控单元的动力控制模块，有存储器、输入、输出。2.PCM原理框架PCM即脉冲编码调制，在通信系统中完毕将语音信号数字化功能。PCM的实现重要涉及三个环节完毕:抽样、量化、编码。分别完毕时间上离散、幅度上离散、及量化信号的二进制表达。根 据C C IT T的建议，为改善小信号量化性能，采用压扩非均匀量化，有两种建议方式,分别为A律和u律方式，我国采用了 A律

47、方式，由于A律压缩实现复杂，常使用1 3折线法编码，采用非均匀量化PCM编码示意图见图lo图1:PCM原理框图输入信号电压符号：11111111111100001110000011010000110000001011000010100000100100001000000000000000000100000010000000110000010000000101000001100000幅度码(3)日律编码1AnnAAAA1UUUUUUU1 A A A 11111UUU11111A A 1 1 111101011111 A l 1 1 1 1 11U1111111 111111 1 1 A 1 1

48、1 1l l i Ul l l l1 1 n 1 1 1 1 111U11111UI 111111UI 1U1 I I 1U lu lllll01001111UU111111UU1U1111nUnUnUi111111111A A A A 1111UUUU1111U11IUUUU-2.115V-1.207VB11 7-0MSB LSB0V+1 207VUUUUUUUU+2.115B11 7-0MSB LSB符号：幅度码(2)A律编码Ui l l l l i11 1 1 AAAA1U1U1U1U1111UUUUillAAAAA1U1UU1U11011010110000101100101011110

49、01011111010111000101110101010100010101110101011001010001010100000101001101010010010100101010i 1n in n n n/11iUlUUUU11AAAAAAi AiiAAAA11U11UUUU1 At AAAAA1U1UUUUU1 An 1AHAH11UU1UUUUi nnAAnnn1UUUUUUUHAA1AAAHUUU1UUUUUOluOUUUUU11UUUU IJAlAAAAAA77U1UUUUUUAl AlAAAA/U1U1UUUUn i inAArtA4UiiUUUUUniiinnnnUI 11U

50、UUUU lllllll-2.5V-1.25V 0V+1.25V+2.51输入信号电压3.PCM编码的抽样量化及编码原理抽样：所谓抽样，就是对模拟信号进行周期性扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。该模拟信号通过抽样后还应当包含原信号中所有信息，也就是说能无失真的恢复原模拟信号。它的抽样速率的下限是由抽样定理拟定的。量化：从数学上来看，量化就是把一个连续幅度值的无限数集合映射成一个离散幅度值的有限数集合。如图2所示，量化器Q输出L个量化值y*,k=1,2,3,L。也常称为重建电平或量化电平。当量化器输入信号幅度x落在x*与X之间时，量化器输出电平为以。这个量化过程可以表达为：y=Q(x